CN101850483A - 一种环保型水溶性助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种与无铅焊料相匹配的环保型水溶性助焊剂，包括无水柠檬酸、DL-苹果酸、三乙醇胺、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、羟乙基甲基纤维素醚、表面活性剂、苯并三氮唑、对苯酚和复配溶剂；无水柠檬酸、DL-苹果酸、三乙醇胺、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉和羟乙基甲基纤维素醚按重量比进行微胶囊化包覆处理后得到复配活性物质A；复配溶剂、表面活性剂、苯并三氮唑、对苯酚、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯和复配活性物质A按重量比混合均匀即得环保型水溶性助焊剂。本发明环保型水溶性助焊剂能有效配合无铅焊料的使用，尤其适用于Sn-Ag-Cu系无铅焊料，能增强无铅焊料的可焊性，并能适应无铅焊料的高焊接温度的要求，对无铅焊料合金腐蚀作用小，焊后残留物少，并可用水清洗干净，焊点质量好，表面光洁，稳定性强，干燥后的电路板具有较高的绝缘电阻值。

Description

一种环保型水溶性助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及助焊剂，尤其涉及无铅焊料用环保型水溶性助焊剂及其制备方法。

背景技术

Sn-Pb合金作为现代电子工业的主要封装材料，在电子部件的装配上占主导地位，具有成本低廉、导电性好、力学焊接性能优良等特点。但铅和铅的化合物为有毒有害物质，焊料在生产和使用过程中危害人体健康，容易致癌，焊接废弃物也会严重污染环境。随着环境保护法规的日益完善和严格，禁止使用铅的呼声日益高涨。

因此各国纷纷出台有关禁止含铅焊料在电子产业中使用的法令。欧盟ROHS法令正式实施的日期2006年7月1日。日本制造商已经从2003年到2005年全面实现电子整机和相关组装件中的无铅化工作，到2010年，只允许极个别的产品使用有铅工艺，到2015年，完全禁止铅的使用。中国信息产业部发出指令要求电子产品的铅含量的控制要和欧洲同步，在2006年的7月1号前实施无铅工艺，所有的出口产品要达到欧洲相关指令的标准。因此使用无铅焊料成为必然，焊料材料正朝着无铅、无毒化方向的发展。而无铅焊料的研究和开发过程中要求必须有相应的助焊剂能与之配套使用。

Sn-Ag-Cu系合金是目前国际上研究得较多和具有较好应用前景的一类无铅焊料，但在研究和使用过程中发现，与传统Sn-Pb焊料相比，Sn-Ag-Cu系无铅焊料润湿性差，易氧化，且熔点高。因此适应于Sn-Pb焊料的助焊剂，对Sn-Ag-Cu系无铅焊料不适合，一是这类助焊剂帮助Sn-Ag-Cu系无铅焊料润湿能力不够；二是不适合Sn-Ag-Cu系无铅焊料高的焊接温度，熔点的升高意味着焊接温度必须提高，而焊接温度的提高一方面使得焊点越容易氧化，同时会增加助焊剂中活性剂的挥发，而起不到良好的活化和保护作用，从而使焊点更容易氧化。

发明内容

本发明的目的主要是针对现有含铅焊料助焊剂对无铅焊料的不适应性，提供一种能有效配合无铅焊料使用的水溶性助焊剂。

本发明通过以下技术方案予以实现：

1、环保型水溶性助焊剂的组成和成份为：

无水柠檬酸                2.5-6％

DL-苹果酸                 2-4％

三乙醇胺                  2-4％

改性聚乙烯醇              5-15％

聚丙烯酸甲酯              5-15％

醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉     0.05-0.5％

羟乙基甲基纤维素醚        0.05-0.5％

表面活性剂                0.5-2％

苯并三氮唑                0.5-2％

对苯酚                    0.05-0.5％

其余为溶剂

2.制备环保型水溶性助焊剂的步骤为：

(1)将100重量份无水柠檬酸、80-120重量份DL-苹果酸、80-120重量份三乙醇胺、50-200重量份去离子水放入混合搅拌槽，升温至40-60℃，搅拌0.5-2小时，待其充分混合后，加入100-300重量份改性聚乙烯醇、100-300重量份聚丙烯酸甲酯、2-20重量份醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、2-20重量份羟乙基甲基纤维素醚，并迅速升温至80-100℃，充分搅拌2-6小时后，迅速冷却并快速搅拌，过滤、烘干、粉碎后得到白色粉末A。

(2)将100重量份复配溶剂、1-3重量份表面活性剂、1-3重量份苯并三氮唑抗氧化剂、0.1-1重量份对苯酚热稳定剂、0-20重量份改性聚乙烯醇、0-30重量份聚丙烯酸甲酯放入混合搅拌槽，升温至30-50℃，搅拌0.5-2小时后，缓慢加入30-70重量白色粉末A，搅拌2-4小时后，即得环保型水溶性助焊剂。

所述的改性聚乙烯醇为含1-5％异丁基乙烯基醚-马来酸酐共聚物的聚乙烯醇复合物，所述的表面活性剂为异辛基酚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或多种的组合物，所述的溶剂为由乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、乙二醇丁醚组成的复配溶剂，其配比按重量百分比计为：乙醇 10-40％、异丙醇0-20％、聚乙二醇 0-20％、丙三醇 10-40％、乙二醇丁醚 0-20％和余量为乙二醇。

通过采取上述技术方案，本发明具有以下有益的效果：

本发明针对现有含铅焊料助焊剂对无铅焊料的不适应性，提供一种能有效配合无铅焊料使用的水溶性助焊剂，尤其适用于Sn-Ag-Cu系无铅焊料，提高其润湿性以及抗氧化能力，增强无铅焊料的可焊性，并能适应无铅焊料的焊接温度要求，对无铅焊料合金腐蚀作用小，焊后残留物少，并可用水清洗干净，焊点质量好，表面光洁，稳定性强，干燥后的电路板具有较高的绝缘电阻值。

具体实施方式

实施例1：

将60克无水柠檬酸、40克DL-苹果酸、45克三乙醇胺、200克去离子水放入混合搅拌槽，升温至50℃，搅拌1小时，待其充分混合后，加入120克改性聚乙烯醇、90克聚丙烯酸甲酯、3克醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、2克羟乙基甲基纤维素醚，并迅速升温至90℃，充分搅拌2小时后，迅速冷却并快速搅拌，过滤、烘干、粉碎后得到360克白色粉末A；

将200克乙醇、400克丙三醇、100克乙二醇丁醚、400克乙二醇、15克异辛基酚氧乙烯醚、15克苯并三氮唑、2克对苯酚、80克改性聚乙烯醇、50克聚丙烯酸甲酯放入混合搅拌槽，升温至40℃，搅拌2小时后，缓慢加入360克白色粉末A，搅拌2小时后，得到1620克环保型水溶性助焊剂。

该配方得到的产品，熔化温度210～215℃，拉伸强度75MPa，延伸率60％。

实施例2：

将50克无水柠檬酸、40克DL-苹果酸、40克三乙醇胺、100克去离子水放入混合搅拌槽，升温至40℃，搅拌0.5小时，待其充分混合后，加入90克改性聚乙烯醇、70克聚丙烯酸甲酯、2克醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、2克羟乙基甲基纤维素醚，并迅速升温至90℃，充分搅拌2小时后，迅速冷却并快速搅拌，过滤、烘干、粉碎后得到294克白色粉末A；

将200克乙醇、100克异丙醇、300克丙三醇、100克乙二醇丁醚、300克乙二醇、10克异辛基酚氧乙烯醚、2.5克辛基酚聚氧乙烯醚、12克苯并三氮唑、1.5克对苯酚、100克改性聚乙烯醇、70克聚丙烯酸甲酯放入混合搅拌槽，升温至40℃，搅拌0.5小时后，缓慢加入294克白色粉末A，搅拌2小时后，得到1490克环保型水溶性助焊剂。

实施例3：

将50克无水柠檬酸、50克DL-苹果酸、50克三乙醇胺、100克去离子水放入混合搅拌槽，升温至45℃，搅拌1小时，待其充分混合后，加入80克改性聚乙烯醇、100克聚丙烯酸甲酯、3克醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、3克羟乙基甲基纤维素醚，并迅速升温至85℃，充分搅拌4小时后，迅速冷却并快速搅拌，过滤、烘干、粉碎后得到336克白色粉末A；

将100克乙醇、200克异丙醇、400克丙三醇、100克乙二醇丁醚、400克乙二醇、13克异辛基酚氧乙烯醚、2克脂肪醇聚氧乙烯醚、15克苯并三氮唑、2克对苯酚、100克改性聚乙烯醇、70克聚丙烯酸甲酯放入混合搅拌槽，升温至50℃，搅拌0.5小时后，缓慢加入336克白色粉末A，搅拌3小时后，得到1738克环保型水溶性助焊剂。

Claims (5)

1.一种环保型水溶性助焊剂，其特征在于按重量百分比含有：

无水柠檬酸               2.5-6％

DL-苹果酸                2-4％

三乙醇胺                 2-4％

改性聚乙烯醇             5-15％

聚丙烯酸甲酯             5-15％

醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉    0.05-0.5％

羟乙基甲基纤维素醚       0.05-0.5％

表面活性剂               0.5-2％

苯并三氮唑               0.5-2％

对苯酚                   0.05-0.5％

其余为溶剂

2.根据权利要求1所述的环保型水溶性助焊剂，其特征在于所述的改性聚乙烯醇为含1-5％异丁基乙烯基醚-马来酸酐共聚物的聚乙烯醇复合物。

3.根据权利要求1所述的环保型水溶性助焊剂，其特征在于所述的表面活性剂为异辛基酚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或多种的组合物。

4.根据权利要求1所述的环保型水溶性助焊剂，其特征在于所述的溶剂为由乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、乙二醇丁醚组成的复配溶剂，按重量百分比含有：

乙醇        10-40％

异丙醇      0-20％

聚乙二醇    0-20％

丙三醇        10-40％

乙二醇丁醚    0-20％

其余为乙二醇

5.一种制备权利要求1所述的环保型水溶性助焊剂，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)将100重量份无水柠檬酸、80-120重量份DL-苹果酸、80-120重量份三乙醇胺、50-200重量份去离子水放入混合搅拌槽，升温至40-60℃，搅拌0.5-2小时，待其充分混合后，加入100-300重量份改性聚乙烯醇、100-300重量份聚丙烯酸甲酯、2-20重量份醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、2-20重量份羟乙基甲基纤维素醚，并迅速升温至80-100℃，充分搅拌2-6小时后，迅速冷却并快速搅拌，过滤、烘干、粉碎后得到白色粉末A。

(2)将100重量份复配溶剂、1-3重量份表面活性剂、1-3重量份苯并三氮唑抗氧化剂、0.1-1重量份对苯酚热稳定剂、0-20重量份改性聚乙烯醇、0-30重量份聚丙烯酸甲酯放入混合搅拌槽，升温至30-50℃，搅拌0.5-2小时后，缓慢加入30-70重量白色粉末A，搅拌2-4小时后，即得环保型水溶性助焊剂。